超高层商业建筑混凝土框架-核心筒结构设计

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1、超高层商业建筑混凝土框架-核心筒结构设计随着城市人口的增多，我国的高层商业建筑也逐渐如雨后春笋，高层建筑最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材），从而为人们提供健康、舒适的空间及环境。更加适应城市化的进程。　　一、工程概况　　某广场地处繁华地带，是集商业、办公、酒店式公寓等多项功能的建筑复合体，地下5层、地上42层（以及出屋面水箱间、构架等），主楼地上1层至6层为商业、餐饮；7层至14层、16层至23层用于办公；15层、25层为避难层；24层为空中会所；26层至42层为项级酒店式公寓，房屋高度160m。地下5层主要用于机械式停车及设备机房，高度20．2m。屋面上有

2、钢构架围护造型。裙房地上6层（局部7层），裙房屋顶标高为40．700m。本工程采用框架-核心筒结构，在地面以上主楼、裙房之间设置缝宽200mm的抗震缝。　　二、地基与基础设计　　拟建的工程场地地形平坦，为人工开挖的基坑。场区地貌形态类型单一，岩石种类单一，岩脉发育，岩体强度较高；场区赋存地下水，主要为基岩裂隙水，根据水质分析结果判定，在强透水层和干湿交替的条件下，按最不利因素考虑，拟建场区地下水对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋具有弱腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。　　工程建筑场地±0．000m相当于绝对标高5．500m。主楼采用筏板基础，基础底板厚度为2400mm

3、，裙房及外围地下室也采用筏板基础，底板厚为1200mm。另设抗浮锚杆，锚杆孔直径为180mm，锚杆孔中距为2m，长度为3．75m。基础底板混凝土强度等级为c35，抗渗等级为1.0mpa，添加混凝土微膨胀剂。底板混凝土强度拟采用r60强度，按c40计算。在主楼与裙房之间设置沉降后浇带，地下室同时设置温度后浇带。地下室外墙采用现浇钢筋混凝土，墙厚为400mm一600mm一800mm，混凝土强度等级为c35，抗渗等级为1．2mpa~0．8mpa，添加混凝土微膨胀剂。　　三、结构设计　　（一）设计的基本参数　　图1为办公标准层（层高4m）结构布置示意图，图2为公寓标准层（层高

4、3．7m）结构布置示意图。　　结构分析基本参数为基本风压：0．7kn／m（主楼，100年一遇考虑）、0．6kn／m（裙房，50年一遇考虑），地面粗糙度：b类，特征周期：0．4s，地震荷载：6度（0．05）；场地类别：ii类；地震分组：二组；抗震等级：框架2级（裙房及主楼地下2层～地下5层为3级），简体2级（主楼地下2层～地下5层为3级），主楼加强层及上下各1层框架、核心筒取1级；结构阻尼比：取0．04。　　（二）计算分析及特点　　本工程主要采用“高层建筑结构空间有限元分析与设计软件-satwe”进行结构整体分析.计算表明为风荷载起控制作用，结构位移控制指标按222m取

5、用即为1／584。本工程主楼标准层建筑宽27．5m、内筒宽9．5m、长31．5m，外柱至内筒最远距离12．8m、最近8．8m。采用型钢混凝土框架，钢筋混凝土简体结构，即：主塔采用混凝土简体（考虑构造及延性在角部等内置h型钢骨，不参与计算），十字形钢管混凝土芯柱，型钢混凝土梁（办公部分次梁采用混凝土梁）。工程高宽比h=6．6<7，内筒宽为总高的1／19。内筒高宽比远远小于规范建议1／12，是本工程的最大特点。为此综合分析了不设加强层、设加强层（伸臂桁架方案）、设加强层（刚性墙方案）等几种方案，分析计算表明需设置加强层以提高整体刚度。计算过程中调整了墙肢及梁柱截面，

6、为便于设备管线通过（工程两个6m层高的加强层同时也是设备层、避难层，设置了大体积混凝土水箱、电力机房），确定了伸臂桁架的结构加强方案。　　（三）设计中应注意的事项　　1．由于下部以商业、办公为主，上部以公寓为主，综合考虑周期折减系数取0．8，以±0．oom作为嵌固端（经楼层剪切刚度比较现有建筑条件可以满足此结论）。　　2．核心筒（26层以下）短向两端（⑩轴、⑩轴）壁厚800、其余壁厚500mm（除部分小隔墙200mm厚），长向（④轴、⑥轴）壁厚800mm，柱采用钢管混凝土芯柱1500mm，内置十字形型钢（两方向高均700mm，壁厚30mm），混凝土均为c60；核心筒（

7、26层及以上）短向两端壁厚600mm、其余壁厚400mm（除部分小隔墙200mm厚外），长向壁厚800mm，柱采用钢管混凝土芯柱фl300mm，内置型钢（两方向高均为600mm，壁厚25mm），混凝土均为c50；钢骨梁采用450mmx750mm及400mmx750mm，内置型钢h450x250x16x25及h450x200x16x20，钢构采用q345b；外框架钢骨梁与钢管混凝土芯柱刚接，连接外框柱与核心筒墙肢的钢骨梁两端刚接（为此对墙内未设有钢柱处采用内置槽钢与型钢梁内钢梁连接，并考虑塑性铰外移），次梁均为铰接；伸臂桁架竖杆及斜腹杆采用钢骨混凝土截